() الضوء وخصائصه ()

مقدمة :
عندما تصادف أشعة الضوء سطحاً صلباً فإنها ترتد وهذا الارتداد يسمى انعكاساً؛ فالانعكاس هو:
" ارتداد الضوء إلى الجهة التي صدر منها عندما يصادف سطحاً صلباً"
وهنا يجب تعريف المصطلحات التالية:
1- السطح العاكس: هو السطح الذي تسقط عليه الأشعة.
2- العمود المقام على السطح العاكس: هو مستقيم يقام عمودياً على السطح العاكس في نقطة الانعكاس.
3- الشعاع الساقط: الشعاع الذي يسقط على السطح العاكس.
4- زاوية السقوط: الزاوية بين الشعاع الساقط والعمود المقام على السطح (1q)
5- الشعاع المنعكس: الشعاع المنعكس عن السطح العاكس.
6- زاوية الانعكاس: الزاوية بين الشعاع المنعكس والعمود المقام على السطح(2q).
قانونا الانعكاس:
القانون الأول :
الشعاع الساقط والشعاع المنعكس والعمود المقام على السطح العاكس من نقطة السقوط تقع جميعها في مستوى واحد عمودي على السطح العاكس.
القانون الثاني :
زاوية السقوط = زاوية الإنعكاس
qه1 =qه2
كما أن طول الموجة الساقطة يساوي طول الموجة المنعكسة لأنهما ينتشران في وسط واحد لذا فإن سرعتهما واحدة وبناء عليه تتساوى الموجتان في التردد.
تكون الأخيلة في المرايا:
1- المرايا المستوية:
للتعرف على صفات الخيال المتكون باستخدام مرآة مستوية للجسم (أب).
أ- نسقط الشعاع الأول عمودياً على السطح العاكس فينعكس على نفسه.
ب- نسقط الشعاع الثاني بزاوية سقوط معينة وينعكس الشعاع بنفس الزاوية فنلاحظ امتداده داخل المرآة.
ج- عند نقطة التقاء الشعاعين يكِّون رأس الجسم الموضوع أمام المرآة.
- قس المسافة بين : الجسم ، المرآة والخيال ، المرآة.
صفات الخيال المتكون:
1- طول الجسم = طول الخيال
2- بعد الجسم عن المرآة = بعد الخيال عن المرآة
3- الخيال مقلوب جانبياً
4- يكون الخيال وهمياً داخل المرآة أي لا يمكن استقباله على حاجز
تكون الأخيلة في المرايا:
المرايا الكروية:
يكون السطح العاكس في المرايا الكروية جزءاً من سطح كرة جوفاء. ويطلق على المرآة الكروية محدبة إذا كان السطح العاكس هو السطح الخارجي. أما إذا كان سطحها العاكس هو الداخلي فحينئذ تسمى مرآة مقعرة.
وللتعرف على صفات الصور المتكونة في المرايا الكروية يلزم تعريف المصطلحات التالية :
1- قطب المرآة ( ق ) : هو مركز سطح المرآة .
2- مركز التكور( م ) : هو مركز الكرة التي تكون المرآة جزءاً منها ويكون أمام المرآة المقعرة وخلف المرآة المحدبة.
3- نصف قطر التكور( نق ): هو نصف قطر الكرة التي أخذت منها المرآة وهي المسافة ق م على الرسم.
4- المحور الرئيسي: هو الخط الذي يصل بين قطب المرآة ( ق ) ومركز التكور( م ).
5- البؤرة المرآة ( ب): هي النقطة التي تتجمع فيها الأشعة المتوازية الساقطة على المرآة المقعرة بعد انعكاسها ( بؤرة حقيقية ). وهي أيضاً النقطة خلف المرآة المحدبة والتي تبدو الأشعة خارجة منها بعد سقوط أشعة متوازية على سطح المرآة ( بؤرة وهمية ) .
6- البعد البؤري( ع ): هو المسافة بين قطب المرآة ( ق ) وبؤرة المرآة ( ب ).
تكون الأخيلة في المرايا:
المرايا الكروية:
يكون السطح العاكس في المرايا الكروية جزءاً من سطح كرة جوفاء. ويطلق على المرآة الكروية محدبة إذا كان السطح العاكس هو السطح الخارجي. أما إذا كان سطحها العاكس هو الداخلي فحينئذ تسمى مرآة مقعرة.
وللتعرف على صفات الصور المتكونة في المرايا الكروية يلزم تعريف المصطلحات التالية :
1- قطب المرآة ( ق ) : هو مركز سطح المرآة .
2- مركز التكور( م ) : هو مركز الكرة التي تكون المرآة جزءاً منها ويكون أمام المرآة المقعرة وخلف المرآة المحدبة.
3- نصف قطر التكور( نق ): هو نصف قطر الكرة التي أخذت منها المرآة وهي المسافة ق م على الرسم.
4- المحور الرئيسي: هو الخط الذي يصل بين قطب المرآة ( ق ) ومركز التكور( م ).
5- البؤرة المرآة ( ب): هي النقطة التي تتجمع فيها الأشعة المتوازية الساقطة على المرآة المقعرة بعد انعكاسها ( بؤرة حقيقية ). وهي أيضاً النقطة خلف المرآة المحدبة والتي تبدو الأشعة خارجة منها بعد سقوط أشعة متوازية على سطح المرآة ( بؤرة وهمية ) .
6- البعد البؤري( ع ): هو المسافة بين قطب المرآة ( ق ) وبؤرة المرآة ( ب ).

- المرايا المستوية:
للتعرف على صفات الخيال المتكون باستخدام مرآة مستوية للجسم (أب).
أ- نسقط الشعاع الأول عمودياً على السطح العاكس فينعكس على نفسه.
ب- نسقط الشعاع الثاني بزاوية سقوط معينة وينعكس الشعاع بنفس الزاوية فنلاحظ امتداده داخل المرآة.
ج- عند نقطة التقاء الشعاعين يكِّون رأس الجسم الموضوع أمام المرآة.
- قس المسافة بين : الجسم ، المرآة والخيال ، المرآة.
صفات الخيال المتكون:
1- طول الجسم = طول الخيال
2- بعد الجسم عن المرآة = بعد الخيال عن المرآة
3- الخيال مقلوب جانبياً
4- يكون الخيال وهمياً داخل المرآة أي لا يمكن استقباله على حاجز
مقدمة :
الإنكسار هو ظاهرة تغير مسار الشعاع الضوئي عند انتقاله من وسط شفاف إلى وسط شفاف آخر " الانكسار".
وللتعرف على الظاهرة جيداً يلزم تعريف المصطلحات التالية :
1- العمود المقام على السطح : هو عمود يقام على السطح الفاصل بين الوسطين.
2- زاوية السقوط ( qه1 ) الزاوية بين الشعاع الساقط والعمود المقام على السطح.
3- زاوية الإنكسار ( qه2 ) : الزاوية بين الشعاع المنكسر والعمود المقام على السطح.
قانونا الإنكسار:
1- القانون الأول: الشعاع الساقط, والشعاع المنكسر والعمود المقام على السطح الفاصل من نقطة, السقوط كلها تقع في مستوى واحد.
2- النسبة بين جيب زاوية السقوط وجيب زاوية الانكسار تساوي مقدار ثابت.
وبذلك يمكن القول أن:
حيث م 21 : معامل الإنكسار النسبي من الوسط ( 1 ) إلى الوسط ( 2 ) .

الحيود هو انحناء الموجة حول فتحة صغيرة ، وتكون ظاهرة الحيود أوضح ما يمكن عندما يكون اتساع الفتحة مساوياً لطول الموجة أو أصغر منه قليلاً .
وللتعرف على حيود الموجات المائية ، نجري النشاط التالي :
* نشاط :
- الأدوات المستخدمة :
حوض التموجات المائية – مسطرة – حاجز فيه فتحة ضيقة .
- الخطوات :
1. ضع الماء في الحوض إلى مستوى مناسب .
2. حرك حافة مسطرة بحيث تهتز عند أحد جوانب الحوض .
3. ضع الحاجز في مسار الموجات .
ماذا تلاحظ ؟
نلاحظ تغير شكل الموجات بعد نفاذها من الفتحة الصغيرة بحيث يحدث لها انحناء حول الفتحة .
تفسير الحيود باستخدام مبدأ هويجنز
عند مرور الموجات من خلال فتحة وتكون الفتحة أصغر من الطول الموجي للموجات المستخدمة فإن جبهة الموجة التي تصطدم بالفتحة تعمل كمصدر لموجة ثانوية تنتشر خلف الفتحة على شكل دوائر متحدة المركز, مركزها هو الفتحة فيكون مقدار الانحناء أكبر ، أما في الحالة التي تكون الفتحة أكبر من الطول الموجي فإن الفتحة تعمل كجزء من جبهة الموجة ، يمكن اعتباره عدة نقاط تعمل كل منها كموجات ثانوية تشترك في عمل جبهة جديدة لموجة تنتشر خلف الفتحة ومقدار انحناء الجبهة الجديدة أقل من الحالة الأولى .
الإستقطاب Polarization
هو حصر اهتزازات الموجات في مستوى واحد ، وقد يكون هذا المستوى عمودياً (إلى أعلى وإلى أسفل) أو أفقياً (يميناً ويساراً) .
والاستقطاب خاصية للموجات المستعرضة .
* نشاط :
1- احضر حبلاً وثبت أحد طرفيه واترك الطرف الآخر سائباً وحدد عليه أربعة نقاط ( أ ، ب ، جـ ، د ) واجعل الحبل يمر من خلال فتحتين طوليتين متوازيتين عند النقطة ب ، جـ .كما في الشكل .
3- حرك الطرف ( أ ) لتوّلد موجة مستعرضة في الحبل في جميع الإتجاهات كما في الشكل .
ماذا تلاحظ على الموجة عندما تمر في (ب) و (جـ) ؟
يكون اتجاه الاهتزاز في اتجاه واحد عمودي حتى تصل إلى النقطة (د) . وتسمى الموجة التي تصاحبها اهتزازات في مستوى واحد فقط موجة مستقطبة أما الموجة المتولدة في المستوى الأفقي فيتوقف اهتزازها عند النقطة ( ب ) ولا تعتبر موجة مستقطبة .[/b][/center]